Это G неспроста… Так что же такое 5G?
Мы все слышали о 5G, но что это в точности такое?
В самом простом определении 5G – сети пятого поколения. Но это не просто еще одно G. Да, это обновление беспроводной системы передачи информации позволяет доставлять данные на наши мобильные телефоны с удивительно высокой скоростью. Но хотя 5G действительно сделает наши смартфоны быстрее, эта технология также сыграет большую роль в развитии других видов технологий с беспроводной передачей данных, включая, помимо прочего, искусственный интеллект, беспилотники, IoT, телемедицину, автономные транспортные средства и т. д. Uber считается "приложением, которое создало 4G". Но что будет стимулировать развертывание сетей 5G? Здесь возможности действительно бесконечны, равно как и количество сценариев использования.
Общая скорость 5G достигается за счет использования частот, которые имеют большую емкость для кодирования данных и, следовательно, обеспечивают более высокую пропускную способность. Этот диапазон частот также увеличивает полосу пропускания для устройств конечного пользователя, таких как сотовые телефоны. Ограничения по расстоянию для этого нового радиочастотного спектра mmWave приводят к уплотнению сот сети, то есть к развертыванию множества меньших сот ближе к конечным пользователям. Это дает большее число пользователей, меньшую задержку и расширенное покрытие. Такое увеличение количества сот беспроводной сети ведет к созданию инфраструктуры беспроводной радиосвязи следующего поколения.
В нынешних сетях 4G сотовые станции устанавливаются в верхней части башни, ближе к антенне, а отдельный цифровой блок BBU (Base Band Unit) расположен в основании вышки сотовой связи. BBU – это специально разработанные встроенные платформы, содержащие процессоры обработки сигналов (DSP), программируемые (FPGA) и специализированные микросхемы (ASIC) для обработки радиотрафика и передачи трафика Ethernet в восходящем направлении. С уплотнением ячеек становится слишком дорого размещать один BBU на каждую соту. Это приводит к новой архитектуре, в которой часть BBU централизована и обслуживает большее количество сот. Это называется C-RAN – централизованной сетью радиодоступа. Она выполняет на уровне каждой соты минимальную обработку радиосигнала. Это позволяет сократить объем данных, которые передаются на центральный блок C-RAN. Блок C-RAN может находиться в 20 км от сотовых станций. Это приводит к интеллектуальным способам распределения обработки между узлом соты и центральным узлом C-RAN. Группа по разработке отраслевых стандартов 3GPP и МСЭ (Международный союз электросвязи) в настоящее время работают над спецификацией стандартов этой обработки, распределяемой между сотовой станцией и C-RAN.
Централизованная обработка радиосигнала упрощает перевод радиосигнала между узлами сотовой сети при перемещении пользователей из одной соты в другую. Она называется координированной приемопередачей – Co-Coordinated Multi-point (CoMP). Передача этого сигнала между сотами становится еще более важной с уплотнением сот. Централизация обработки радиосигнала позволяет использовать в качестве вычислительных узлов серверы стандартной архитектуры x86. Любая специализированная обработка выполняется с использованием новейших аппаратных ускорителей (FPGA и SMART-NIC), которыми оснащаются стандартные серверы. Это приводит к гибридной архитектуре, включающей стандартный сервер x86 в сочетании с аппаратными ускорителями (FPGA и SMART-NIC) для высокоскоростной обработки сетевого трафика и реализации таких функций как сегментирование сети (network slicing).
Использование для C-RAN стандартных серверных платформ также открывает возможности для создания платформы доставки услуг, так называемой MEC (Multi-Access Edge Compute), платформы периферийных вычислений мультисервисного доступа, где сторонние поставщики услуг и потребители могут размещать свои приложения. В настоящее время предпринимаются многочисленные совместные усилия для стандартизации архитектуры MEC и обеспечения совместимости решений (см. ETSI MEC). Приложения, которые традиционно работали в бэкэнд-облаке или в центре обработки данных, теперь можно переместить на платформу MEC, ближе к границе сети. Централизованные телеком-сервисы ядра сети (так называемые EPC или Evolved Packet Core) также будут перемещаться на периферию, что приведет к распределенному виртуальному ядру архитектуры сети беспроводной связи на границе сети.
Бесконечные возможности от периферии до ядра сети и облака (Edge – Core – Cloud)
Начиная с прочной основы – ведущих в отрасли серверов, систем хранения данных, сетей и передового платформенного программного обеспечения. Например, Dell Technologies создает новую архитектуру услуг мобильной связи 5G. С появлением искусственного интеллекта и машинного обучения лидеры рынка разрабатывают платформы, которые позволяют использовать в серверных платформах от 1 до 10 мощных ПЛИС (FPGA) и графических процессоров (GPU); они создают новые компоненты, позволяя формировать на рынке новые уровни программного и аппаратного обеспечения быстрее и дешевле, чем конкуренты, и выстраиваем глубокие отношения с экосистемой провайдеров, которая ориентирована на истинную цель 5G – дать конечным пользователям то, что они хотят.
